Непрестанното следене и грижите за изправността на охладителната система са сигурна гаранция за безотказна работа и дълголетието на машината
НЕОБХОДИМОТО УТОЧНЕНИЕ. Температурата на газовете в цилиндрите на работния двигател достига 1800-2000°С. Част от отделената топлина (за карбураторни двигатели – 21-28%, за дизелови двигатели – 29-42%) се превръща в полезна работа. Друга част (12-27% – за карбураторни двигатели, 15-25% – за дизелови двигатели) се отвежда чрез системата за охлаждане.
В случай на прегряване на двигателя поради недостатъчно топлоотвеждане, неговата мощност намалява и разходът на гориво се увеличава. Възникнат необратими последици – заклинване на буталата, изгаряне на маслото и главите на клапаните, топене на лагерните вложки, разрушаване на повърхността на шийките на коляновия вал. Освен това в двигателите с карбуратор може да възникне детонация.
Когато двигателят се преохлажда поради загуба на топлина
неговата мощност намалява, загубите от триенето се увеличават поради втвърдяването на маслото, част от работната смес се кондензира, отмивайки смазващия материал от стените на цилиндъра. В резултат корозионните действия върху стените на цилиндъра се увеличават, върху тях се натрупват серни и сернисти съединения.
Системата за охлаждане е предназначена принудително да премахне излишната топлина от мотора и да я отдаде в атмосферата. Създава се определено температурно равновесие, при което двигателят не прегрява и не се преохлажда, т.е. осигурява се нормален ход на работния цикъл.
В съвременното инженерство за тракторни и автомобилни двигатели
успешно се използват две охладителни системи
– течни (предимно) и въздушни (по-рядко). Най-често двигателите са оборудвани със система от затворен тип с охлаждаща течност, циркулираща чрез водна помпа. Оптималният термичен режим на двигателя се поддържа при температура на охлаждащата течност 80 – 95°C. Това състояние осигурява нормалната работа на двигателя и не трябва да се променя от околната температура и натоварването на двигателя.
Поддържането на оптимална температура на двигателя зависи не само от конструкцията на охлаждащата система, отворена или затворена, но и от характеристиките на самата охладителна течност. При отворената охладителна система атмосферният въздух директно охлажда машината. При затворените охладителни системи с радиатор, разпределително казанче и специални клапани, циркулацията на флуида е принудителна, температурата на кипене на охладената течност се повишава и е намалено изпаряването. Като охлаждащо средство се използват вода или антифриз, алкални разтвори на етиленгликола, включително Tosol-A40 и Tosol-65, съответно с температура на замръзване не по-висока от – 40° и – 65°C. Желаната интензивност на охлаждане се постига чрез на радиатори, вентилатор и рефлектор.
Какво да се направи, за да не завиратечността
Неизправностите в охладителната система са: нарушение на херметичността, течове; повреда в термостата, замърсяване на радиатора, отлагания на накипи в охлаждащия кожух, разхлабване на ремъка на вентилатора и други . Нормалната температура на охлаждащата течност е между 80 – 97°С. Допуска се краткосрочно (не повече от 5 минути) повишаване на температурата ѝ до 105°C. Тенденцията на двигателя да прегрява, особено при средно и ниско натоварване, е признак за влошаване на циркулацията в системата или наличие на накипи.
При прегряване на двигателя се намалява преди всичко напълването на цилиндрите с чист въздух (работна смес), което увеличава степента на изгаряне на картерното масло, образуват се сажди и преплъзването на частите се затруднява. Запушалката на гърловината за пълнене на радиатора (или разширителния резервоар) има специален клапан за подаване на пара за регулиране на налягането в охладителната система. Паровъздушният клапан изпуска пара в атмосферата, когато налягането в системата надвишава атмосферното с повече от 0,5 МРа, а въздушният вентил пропуска въздух в радиатора, когато налягането се понижи до ниво от 0,01 МРа. Понякога причината за преждевременното отпадане на охладителната система е именно този клапан, чието техническо състояние не се следи редовно – било то поради незнание, или небрежност.
Плътността на охладителната система, както и техническото състояние на клапаните на капачката на радиатора се определят с помощта на прибор, който се състои от помпа за нагнетяване на въздух в радиатора, манометър за определяне на налягането в охладителната система и преходници за свързване на инструмента към гърловината и капачката на радиатора. За да тествате охладителната система, устройството се монтира на гърловината на радиатора, в мястото на свалената капачка. Системата се изпитва на неработещ и работещ двигател. В първия случай напомпващото устройство създава свръхналягане от 0,06 – 0,07 МРа, при което охлаждащата течност започва да сълзи навън през неуплътнените места. Откритите течове се елиминират. Във втория случай изпитванията се извършват при ниски обороти на двигателя на празен ход. Отклонението на стрелката на манометъра показва вътрешна загуба на охлаждаща течност в системата. Те се дължат главно на неизправности в уплътнението на цилиндровата глава. В работен режим на двигателя, охлаждащата течност в радиатора трябва да бъде на ниво не е по-ниско от 50 – 80 мм от ръба на гърловината за пълнене. Ако е необходимо, доливането се извършва докато двигателят работи.
Натягането на гумените ремъци за задвижване на водната помпа (когато изпълнението не е друго) е удобно да се контролира чрез специални устройства (KI-13918 или KI-8920). Преди измерването секторите са настроени, плъзгачът на индикатора за товар се връща в изходна позиция. Измерителният уред се поставя в средата на ремъка, като се опира на задвижващите колела. С притискащата му ос се установява зададената сила върху ремъка, която се отчита чрез индикатора на скалата. При нормални усилия в границите от 40–60 N, предизвиканото огъване на ремъка е в границите 10–15 мм.
Плътността на водната риза се проверява при температура на охлаждащата течност 80 – 85°C. За целта се сваля свещта от двигателя, буталото на контролирания цилиндър се установява в горна мъртва точка (ГМТ) на такт сгъстяване и се подава сгъстен въздух под налягане 0.45 – 0.5 MPa към горивната камера. Ако има пукнатини в главата или блока на двигателя, повреди в уплътнението, тогава излизат въздушни мехурчета от водата в гърловината на радиатора или се появява вода в картера. Уплътняването на съединенията се контролира чрез сгъстен въздух под налягане от 0,15 МРа, подаван чрез специално устройство към гърловината на радиатора. Спадът на налягането не трябва да превишава 0,01 MPa за 10 секунди.
Проверка на състоянието на термостата. Той се сваля от двигателя и заедно с контролния термометър се потапя в съд с вода, която се нагрява. Термостатният клапан започва да се отваря при температура на водата 68 – 70°C, и напълно – при 83 – 84°C. Повреденият термостат се заменя с нов.
Проверка на охлаждащата способност на радиатора. Ако температурната разлика между охлаждащата течност в горния и долния резервоар е по-малка от 10°C, радиаторът трябва да се смени или почисти.
През зимата се използва антифриз клас 40 (при температура на въздуха не по-ниска от –35°C) за запълване на охладителната система. Тъй като етилен гликолът, който е част от антифриза, има висок коефициент на разширение на обема, количеството на изливания охлаждащ агент трябва да бъде с 5 – 7% по-малко от капацитета на охладителната система
Двигатели с термосифонно охлаждане (ТО). За охлаждането се използва принципът, че загрятата течност се разширява и като по-лека, преминава в горната част на охлаждащия съд със значителен обем. Там топлината се отдава чрез изпарение или топлообмен през стените на съда. Тази охладителна система е отворена и се използва в двигатели с малка мощност. При поддръжката на охладителната им система се обръща внимание на свързването на тръбопроводите, състоянието на сърцевината на радиатора; проверява се дали охлаждащата течност не попада в маслото (или обратно). Периодично радиаторът се почиства от прах и остатъци от слама, плява. При извършване на сезонна поддръжка охлаждащите системи се измиват с вода. Охлаждащата течност се източва веднага след спиране на двигателя. А когато машината се охлади, през системата преливат 50 – 60 литра чиста вода, като отворите в радиатора и блока на двигателя се отварят и отново се пълнят с охлаждаща течност.
Ако в охладителната система се е отложило значително количество накип, за измиване се използва разтвор, съдържащ 750 – 800 г сода каустик (NaОН) и 250 г керосин на всеки 10 литра вода или 1 кг калцинирана сода (Na2CO3) и 500 г керосин на 10 литра вода. След като се напълни охладителната система с промивния разтвор, двигателят се стартира и затопля за 10 – 15 минути при средна честота на въртене на коляновия вал. След това разтворът се оставя за 10 – 12 часа в системата, след което двигателят се нагрява отново, промиващият разтвор се изцежда и системата се измива добре с чиста вода.
Съвременните двигатели на селскостопанската изискват използването на специални охладители, които включват етилен гликол и добавки. По този начин цялата повърхност на охладителната система се покрива със защитен антикорозионен филм. Ако се използва обикновена вода за охлаждане на тези двигатели, това може да доведе до корозия на метала и преждевременно повреждане на охладителната система и преди всичко на помпата. Друг важен нюанс: в никакъв случай охлаждащата течност не трябва да се разрежда с вода – по-силно разредената смес ще предизвика много по-голяма корозия, отколкото ако се използва обикновена вода. В крайна сметка това ще се отрази негативно на цялостната система за охлаждане.
Средният експлоатационен срок на охлаждащата течност е една до две години при интензивна работа на машината. Времето за смяна може да се определи визуално според външния вид: стандартният разтвор е мазен, хлъзгав на допир, с присъщата си миризма и ярък цвят. Ако разтворът загуби маслеността си, неговата миризма се промени и цветът добива червен или кафяв оттенък – смяната е наложителна. Червеният нюанс се свързва с ръжда в охладителната система или вследствие на прегряване на двигателя.
Инж. Алекс Петров
